BOINC - počítače všech zemí, spojte se 1/2 | Kapitola 7
Seznam kapitol
Máte doma, v kanceláři, na koleji, ve škole či jinde počítač, který alespoň část své provozní doby není naplno vytížený? Víte o tom, že se díky takovémuto počítači můžete například pomáhat ve výzkumu léků proti smrtelným chorobám v době, kdy píšete v textovém editoru, při práci v účetním programu, při stahování dat, sledování filmu, nebo když si popíjíte svůj šálek kávy a nechce se vám na tu chvíli vypínat počítač?
První z nich je využití opravdu pouze internetového připojení k samotným výzkumům prakticky bez zatížení jiných částí sestavy. Průkopníkem v tomto druhu výpočtů je projekt
Dep Spider.
Projekt se zabývá systémem vyhledávání na internetu a strukturou webových stránek (web crawler). Hlavním cílem projektu je vybudovat databázi obsahující závislosti mezi jednotlivými webovými sítěmi, doménami a skupinami webových sítí. Podružným úkolem projektu je sběr statistických údajů o struktuře webů. Zpracování probíhá ve dvou fázích. Na úvod se stáhne obsah zadaného webu s patřičnou úrovní hloubky, počtu odkazů a limitu na přenesené množství dat a poté prohledává strukturu.
Aplikace je označená jako non-CPU intensive, takže pracuje na minimální prioritě vedle běžných BOINC aplikací pokud jste zapojeni do více BOINC projektů. Všechny výsledky a data zpracované projektem jsou volně k dispozici.
Dep Spider již prošel několika fázemi a zdárně se posouvá dle zjištěných nedostatků k plnému provozu. Lze zvolit, kolik vláken současně bude zpracováváno, tedy jak moc bude vaše linka zatížena. Prozatím šlo ve všech fázích o minimální zátěž samotné internetové linky, ale při ostrém spuštění by pak mělo být naplno využito vše, co bude poskytnuto. Projekt prochází střídavě fázemi plného provozu a obdobími, kdy se zapracovávají nové věci a možnosti do systému, aby se následně otestovaly v další fázi provozu.
Projekt je určen hlavně pro lidi, kterým jde o optimalizaci samotné struktury internetu, stránek a vyhledávačů. Výsledky projektu by měly být využívány i přímo pro nástroje optimalizace vlastních webů, ale možnosti skutečných přínosů projektu mohou být ještě širší.
Jen upozorním, že se nemusíte bát, že by váš počítač byl provozem takovéhoto projektu ohrožen napadením jakýmkoliv virem, protože ošetření těchto rizik bylo základním požadavkem tvůrců.
Druhá kategorie využití internetu pro vědecké výzkumy si již vyžaduje zapojení i vás osobně.
Americká kosmická sonda Stardust za téměř 168 miliónů dolarů odstartovala pomocí nosné rakety Delta 2 z kosmodromu Cape Canaveral 7.2. 1999. Hlavním cílem mise Stardust bylo odebrání vzorků kometárního materiálu z komety Wild 2, kterou 6. ledna 1978 objevil astronom prof. Paul Wild (Astronomical Institute, Bern, Švýcarsko). V té době se nacházela ve vzdálenosti 181 milionů km od Země. Původně kometa obíhala kolem Slunce v prostoru mezi drahami planet Jupiter a Uran. Dne 10. září 1974 prolétla kolem Jupiteru ve vzdálenosti 897.500 km a ten svým gravitačním polem dráhu komety změnil a nasměroval ji do vnitřních oblastí sluneční soustavy.
Nyní se ke Slunci přibližuje o něco více než planeta Mars a vzdaluje se těsně za dráhu Jupitera. Jeden oběh kolem Slunce trvá 6,39 roku. Při sbírání částic z komety se používal křemičitý aerogel, což je řídká netečná mikroporézní látka, která umožnila zachytit relativně rychlé částice bez velkých změn jejich fyzikálních a chemických vlastností. Hustota tohoto materiálu je 1.000krát nižší než hustota skla, proto je někdy nazýván "tuhý kouř".
Vzorky by měly obsahovat kometární částice, které ukrývají jedinečné chemické a fyzikální informace z období vzniku planet a o veškerém materiálu, který nás dnes obklopuje. NASA očekává, že většina sebraných částic nebude větších než třetina milimetru. Pro studium však vědci budou tyto částice ještě dále dělit. Astronomové věří, že mise Stardust jim pomůže najít odpovědi na základní otázky o původu sluneční soustavy. Doufají, že důkladná pozemská analýza kometárních vzorků odhalí mnoho nejen o samotné kometě, ale i o nejranější historii sluneční soustavy a vzniku komet.
Co s nasbíraným materiálem?
Pouzdro sondy SIDC (Stardust Impact Dust Collector) obsahuje spoustu prachových zrnek, nicméně tato zrnka mohou být nalezena jen za pomoci mikroskopických snímků s velkým zvětšením. Každý snímek pokrývá oblast menší než zrnko soli a vzhledem k tomu, že celý SIDC má kolem 1000cm^2, bude potřeba 1,6 milionu snímků.
Částečky nelze najít automatickými systémy. Běžně se tyto problémy řeší tak, že se vezme automatický mikroskop, který udělá dva snímky z různých hloubek vzorku. Snímky následně vyhodnotí počítač a určí, jestli tam je stopa po impaktu nebo ne. Zde však jsou všechny částečky v nejsvrchnější vrstvě aerogelu, kde je gel rozlámán a je na něm mnoho kazů, méně než 0,1milimetru hluboko. Bylo nutné vyvinout sofistikované algoritmy, které stopy po zrnkách oddělí od kazů. Nejprve je ovšem potřeba udělat řádnou analýzu těchto prachových částeček a vzhledem k tomu, že Stardust je první sonda, která je přivezla, nikdo neví, jak přesně budou vypadat. V současnosti je známa jediná metoda, kterou je možné tyto částečky najít, a tou je průzkum lidským okem. To dokáže s trochou tréninku stopy po částečkách snadno rozlišit od kazů.
Mikroskopický skener pořizuje snímky jednotlivých částí aerogelu, které jsou nabídnuty dobrovolníkům pro hledání zachycených částic mezihvězdného prachu.
Projekt Stardust@Home
Současné odhady hovoří o tom, že sonda „polapila“ kolem 50 mezihvězdných prachových zrníček. Ve srovnání s tisíci či snad dokonce milióny zrníček pocházejícími z komety, které se nacházejí v jiné části detektoru, je to naprosto nepatrné množství. Pro vědce je to ovšem srovnatelně cenný materiál. Mikroskopický skener pořizuje snímky jednotlivých částí aerogelu, které jsou nabídnuty dobrovolníkům pro hledání zachycených částic mezihvězdného prachu.
Skutečná částice má hodně typickou dráhu.
Astronomové hned přišli s názornou analogií. Hledání těchto zrníček v aerogelu je srovnatelné s pátráním po 50 mravencích na ploše fotbalového hřiště, nebo pověstné jehly v kupce sena. Převedeno do časového měřítka by to znamenalo asi 20 let práce vědeckého kolektivu. Takového výkonu není jedinec ani kolektiv v relativně rozumném časovém obzoru schopen. Vědci se proto rozhodli, inspirováni například úspěšným projektem SETI@home - zapojit do pátrání po prachových částicích širokou veřejnost. Zájem dobrovolníků o registraci krátce po oznámení projektu Stardust@home je nezklamal. Celkem se zatím přihlásilo na 200 tisíc lidí. Hledání probíhá následovně. Automatický mikroskop udělal 1,6milionů snímků o rozměrech 260×340µm. Každý snímek má 10% překrytí se sousedním snímkem a u každé plošky udělal 40 snímků, které jsou zaostřeny do jiné hloubky (od 20µm od povrchu až po 100µm od povrchu), a z nich byl vytvořen krátký film (shot). Pouze stopa, která je patrná souvisle přes větší množství těchto snímků, je kandidát na stopu po reálné částici.
Více informací naleznete zde ->>
Další podobné projekty jsou v přípravě.
Nově připravovaný systém
Bossaje založen na podobném systému jakým je BOINC, ovšem s tím rozdílem, že pod ním budou projekty, které se nezpracovávají automaticky, ale pro které je nutná přímá účast uživatele.
Prvním z podobných projektů je právě Stardust@Home, který je v provozu a osvědčil se. Další z plánovaných projektů je například hledání fosílií po prudkých deštích, které často odkrývají miliony let staré vrstvy nánosů. Tímto hledáním chce projekt pomoci paleontologům v mapování lidské minulosti a vývoje člověka. Tento projekt je jen v přípravě a nemá dosud ani název.
Dalším z připravovaných projektů je AfricaMap. Jeho cílem je podrobně zmapovat oblast Afriky. Mapování tohoto kontinentu je strašně zastaralé a ve špatném stavu a díky projektu by měly být podrobně zmapované cesty, řeky, vesnice atd.
Ve druhé části článku se dozvíte, jak můžete otestovat svůj počítač pomocí DC, rozebereme jaký vliv bude mít na stroj vyšší zátěž a hlavně se podíváme, jaké nejzajímavější projekty se počítají přes BOINC.
Více informací o české části projektu BOINC naleznete
zde >>
Autor: Dušan Vykouřil (forest)
Spoluautor: Lukáš Michálek (Zod) - všeobecná část o DC a popis projektu World Community Grid
Korektoři: Miloslav Machát (Indy), Miroslav Zima (MiZ)
